Eduardo Saja Niki Braho Classe 5^D Liceo Scientifico L. Da Vinci

Eduardo Saja
Niki Braho
Classe 5^D
Liceo Scientifico L. Da Vinci
27/12/2016
BIOGRAFIA
Dame Susan Jocelyn Bell Burnell
nacque il 15 luglio 1943 a Lurgan
nell’Irlanda del Nord. Suo padre era un
architetto che progettò il Planetario di
Armagh e Jocelyn lesse tutti i suoi libri
sull’astronomia. All’età di 11 anni non
ottenne un punteggio abbastanza alto
nell’esame chiamato “11-plus”[1], un
esame che le avrebbe permesso di accedere alle scuole più prestigiose. I
suoi genitori la spedirono alla Mount School, una scuola di Quaccheri
situata a York in Inghilterra, dove la ragazza si appassionò della fisica.
Si laureò in Filosofia Naturale (Fisica) all’Università di Glasgow nel 1965
e nel 1969 ottenne un Phd all’Università di Cambridge, dove studiò con un
radio telescopio i quasar che erano stati recentemente scoperti. Qui assistì
nelle ricerche sui quasar il suo professore Anthony Hewish e Bell scoprì
che i quasar emettevano regolarmente delle onde radio.
Poco dopo la scoperta si sposò con Martin Burnell, un impiegato statale.
La donna in quegli anni studiò qualsiasi spettro d’onda e migliorò le sue
conoscenze fisiche. All’Università di Southampton tenne una ricerca sui
raggi gamma, sui raggi X al Mullard Space Science Laboratory a Londra e
studiò i raggi infrarossi a Edinburgo.
Non ricevette il Premio Nobel per la scoperta delle pulsar, ma ricevette
molte medaglie da altre associazioni britanniche e americane. Fu
presidente della Royal Astronomical Society dal 2002 al 2004.
[1] Era un esame che valutava i ragazzi del Regno Unito dal 1944 al
1975.
COSA SONO LE QUASAR?
Le prime quasar furono avvistate negli anni 50’ del 1900 attraverso le
primissime analisi delle onde radio e si è notato che, seppur molte di esse
corrispondessero a normali galassie, alcune coincidevano con quelle di
una stella blu, anche se le fotografie mostravano una debole aureola
attorno ad essi. Dato che avevano un aspetto simile ad una stella, furono
denominate ‘Sorgenti radio quasi-stellari’ (Quasi-stellar radio sources),
che poi nel 1964 sarebbe stato accorciato in ‘quasar’. Sicuramente i
quasar sono gli oggetti più luminosi dell’universo, poiché ad esempio 3C
273 il quasar più luminoso mai avvistato, seppur si trovi a due miliardi di
anni luce dalla Terra, (fotografia di 3C
273), distanza a cui appartengono altre
galassie, risulta 100 volte più luminoso
delle altre galassie a quella distanza! Negli
anni 80’ gli astronomi, dopo aver tentato di
dare una giustificazione a questo insolito
fenomeno, hanno iniziato a concordare
sulla formazione di questi corpi celesti. Al
centro di ogni galassia si trova un buco
nero, corpo con masse milioni di volte più
pesanti di quella del Sole, derivato dal
collasso di una stella molto grande, da cui
nessun corpo può scappare, neanche la
luce. Al centro del quasar, il buco nero è circondato da una grande e
ruotante nuvola di gas che, formando un disco di accrescimento, cade nel
buco nero, si riscalda fino a milioni di gradi, a causa dell’enorme forza
gravitazionale esercitata su di esso, e libera il calore sotto forma di
radiazioni che spiegano l’incredibile energia rilasciata dai quasar. Questa
ipotesi fu proposta indipendentemente dagli scienziati sovietici Yakov
Zel’dovich e Igor Novikov e dall’astronomo austro- americano Edwin
Salpeter. Questa ipotesi è stata definitivamente accettata quando i due
astronomi Todd Boroson e John Beverly Oke negli anni 80’ dimostrarono
che l’aureola che circondava i quasar proveniva da lontane galassie ad
alto redshift. Ma non è tutto: il getto di radiazioni rilasciato dai quasar, se
è perpendicolare alla nostra vista è una radiogalassia, se è inclinato è un
quasar e se vediamo direttamente il ‘contenitore’ del getto è un blazar.
Però il quasar deve possedere una massa minima affinché la forza
generata dalle radiazioni bilanci la forza di attrazione gravitazionale del
gas nel buco nero, noto come limite di Eddington (dal nome del noto
scienziato inglese Arthur Eddington, noto tra l’altro, per aver confermato
sperimentalmente la teoria della relatività generale di Einstein nel 1919).
SCOPERTA DELLE PULSAR
La prima pulsar è stata avvistata nel 1967 da Jocelyn Bell e dal professore
Antony Hewis. La cosa che più ha affascinato i due scienziati era la
periodicità delle pulsazioni, una ogni 1,33 secondi nello stesso punto.
Convinti di aver trovato segni di una civiltà extraterrestre che stava
tentando di comunicare lo hanno chiamato LGM-1 (Little Green Men),
ossia piccoli uomini verdi, in quanto si reputavano messaggi inviati da
alieni. Però ricerche successive hanno confermato che si trattava
semplicemente di stelle con un periodo di rotazione elevatissimo. Per ora
ne sono state trovate 1600. Le pulsar sono un tipo di stelle a neutroni.
Quando una stella con una massa dalle 4 alle 8 volte maggiore di quella
del Sole muore, espelle I suoi strati esterni nello spazio formando una
supernova, mentre il nucleo collassa a causa della sua stessa forza di
gravità. La forza che attrae gli atomi è così intensa che protoni ed elettroni
reagiscono tra di loro formando neutroni. Così si forma la cosiddetta stella
di neutroni, con un raggio lungo circa 20-24 km ma con una massa che è il
doppio di quella del Sole; ciò significa che la densità del pianeta è enorme
tanto che un cucchiaino di esso peserebbe 1 miliardo di tonnellate. Invece
le stelle più piccole come il sole una volta espulsi gli strati più esterni, non
hanno massa sufficiente per collassare e far fondere le particelle
subatomiche e quindi diventano nane bianche. Invece se la massa della
stella è circa da 1,4 a 3,2 volte la massa del Sole, collassano sempre in una
stella di neutroni, ma mantengono il momento angolare derivato dalla
rotazione del pianeta.
(Rappresenazione scematica della struttura di una pulsar)
Però dato che il momento angolare è costante se il raggio diminuisce
drasticamente allora la velocità del pianeta aumenterà enormemente
arrivando addirittura fino a 700 giri al secondo! Inoltre la pulsar emette
due fasci di luce opposti l’uno all’altro di cui uno giunge a Terra. Affinché
una stella a neutroni emetta come una pulsar, deve avere la giusta
combinazione di intensità del campo magnetico e frequenza di spin come
ha detto Ozel in una mail:
"For a neutron star to emit as a pulsar, it has to have the right
combination of magnetic field strength and spin frequency"
CONTROVERSIA SUL PREMIO NOBEL
Nel 1974 il Premio Nobel per la Fisica fu assegnato al professore di
Jocelyn Bell, Anthony Hewish, e l’astronomo inglese Martin Hyle per i
loro ricerche sulla radioastronomia. Hyle fu premiato per aver creato la
sintesi d’apertura, un metodo innovativo per produrre immagini aventi la
stessa risoluzione angolare di un solo strumento le cui dimensioni
complessive siano equivalenti alla somma di quelle dell'intero gruppo,
mentre Hewish per aver svolto un ruolo decisivo nella scoperta delle
pulsar.
In realtà Hewish inizialmente le definì “Little Green Men”, pensando che
esse fossero delle creature extraterrestri. Poco dopo questa scoperta
l’astrofisico inglese Fred Hoyle e l’astronomo austriaco Thomas Gold
spiegarono che una stella a neutroni ruotando rapidamente emette onde
radio.
Nonostante Jocelyn Bell abbia contribuito per oltre 2 anni a costruire il
telescopio per osservare le pulsar e abbia ascoltato per prima le onde radio
emesse da queste, non gli è stato assegnato il Premio Nobel per la fisica.
Hoyle si lamentò che il Premio Nobel non fosse stato assegnato a Jocelyn
Bell, che ribattè “Ritengo che sminuirebbe i Premi Nobel, se questi fossero
assegnati alle ricerche di studenti, eccetto in casi eccezionali, e questo non
è un caso eccezionale” [2].
In realtà molti studenti hanno vinto il Premio Nobel come Louis de
Broglie, Rudolf Mössbauer, Douglas Osheroff, Gerard 't Hooft, John
Forbes Nash Jr., John Robert Schrieffer and H. David Politzer.
[2]"I believe it would demean Nobel Prizes if they were awarded to
research students, except in very exceptional cases, and I do not believe
this is one of them."
CONCLUSIONI
Jocelyn Bell anche se non ha ricevuto il Premio Nobel, ha visto il suo
lavoro riconosciuto dalla comunità scientifica, infatti ha ottenuto numerosi
premi, tra cui il Premio Oppenheimer, la Medaglia Michelson del Franklin
Institute, il Premio Beatrice M. Tinsley della American Astronomical
Society, il Premio Magellano della American Philosophical Society, il
Jansky Lectureship della National Radio Astronomy Observatory, e la
Medaglia Herschel della Royal Astronomical Society. Ha ricevuto inoltre
parecchie lauree honoris causa. È Commendatore dell'Ordine dell'Impero
Britannico, oltre che membro della Royal Society.
Nel 1977 la donna ha commentato la vicenda, dicendo:
ossia “Le dispute sull’assegnazione del lavoro tra supervisore e studente
sono sempre difficili, probabilmente impossibili da risolvere. In secondo
luogo è il supervisore che ha la responsabilità finale per il successo o il
fallimento del progetto. Noi sentiamo di casi dove un supervisore dà la
colpa al suo studente per un fallimento, ma noi sappiamo che è in gran
parte colpa del supervisore. Sembra solo giusto a me che egli dovrebbe
beneficiare anche dai successi. Come terza cosa, credo che avvilirebbe i
premi Nobel se essi fossero consegnati a studenti impegnati nella ricerca,
eccetto in casi veramente eccezionali, e io non credo di essere uno di
quelli. Infine, io non sono sconvolta riguardo ciò - dopotutto, sono in
buona compagnia, non lo sono!’’.
[3] "Demarcation disputes between supervisor and student are always
difficult, probably impossible to resolve. Secondly, it is the supervisor who
has the final responsibility for the success or failure of the project. We
hear of cases where a supervisor blames his student for a failure, but we
know that it is largely the fault of the supervisor. It seems only fair to me
that he should benefit from the successes, too. Thirdly, I believe it would
demean Nobel Prizes if they were awarded to research students, except in
very exceptional cases, and I do not believe this is one of them. Finally, I
am not myself upset about it — after all, I am in good company, am I not!”
FONTI
• https://en.wikipedia.org
• http://www.pbs.org
• http://www.bbc.co.uk
• http://www.space.com
• http://www.universetoday.com
• https://www.britannica.com